目前,我国大多数国有企业正在进行由粗放型管理到精细管理、由经验管理为主到科学管理为主的两个根本性转变。大多数国有企业面临的主要问题有:如何解决多品种小批量问题;如何缩短产品的生产周期、降低成本、提高产品质量,以满足市场需求的问题;如何提高企业的综合管理水平和计划实现率的问题;如何建立标准工时管理体系、新的管理程序,实现管理规范化、标准化、专业化的问题等。工业工程研究就是为解决这些问题而进行的,主要包括流程再造、企业的管理模式、各种管理标准及程序的制定,以及企业的管理信息模式等课题。其目的是运用工业工程的思想来提高企业的整体经济效益。
在国外,许多先进的企业用工业工程的思想来管理企业,并应用CAD、PDM(Product Data Management)、ERP(Enterprise Resources Planning)集成系统作为实施工业工程的支持系统。从五六十年代至今,西方发达国家的制造技术经过了三个阶段的变化(如下表所示)。
目前,许多企业已经建立了CAD、CAM、CAPP、FMS等集成系统。这些系统属于微观集成, 较难发挥企业的整体效益。随着集成技术的发展,企业的集成已发展成为以产品为核心的中观集成和以企业经营流程为核心的宏观集成,这就需要CAD、PDM、ERP集成系统的支持。
一、CAD、PDM、ERP集成系统的功能
1.CAD、PDM、ERP系统之间的关系
在产品的全生命周期中,CAD系统用于产品的设计和分析;PDM系统用于管理与产品有关的数据和过程;ERP系统管理企业的人、财、物、信息等企业资源。
2.CAD系统的功能
CAD系统主要用于产品的几何设计和几何分析,主要功能有线架、曲面、实体造型、运动机构、特征造型、数控、有限元分析、库管理等。
3.PDM系统的功能
PDM系统将所有与产品有关的信息和过程集成在一起进行管理。它研究的对象是产品,主要功能有:
(1)文档(Document)和文件夹(Folder)的管理和控制
文档管理的功能包括:文档的增加、删除、修改;文档的版本管理及控制;文档之间相互关系的管理;查询文档在哪里被使用;文档的工作流处理。文件夹的管理功能有:文件夹的建立、删除、更改;文件夹的审批、发放等。这些功能主要用来收集、储存和交付各种CAD图纸文件、光栅文件、字符文件及相应的工作过程。
(2)产品结构和构型管理
主要管理产品的结构和构型,主要功能有:生成产品结构树;生成特定产品的构型;浏览产品结构信息及各种关联信息;打印各种BOM表;BOM表的更改及版本控制。其中,BOM(Bill Of Material,物料清单)表中的每个成员包含16类属性数据,如设计属性、加工工序、相关文件、发放历史、有效性控制等。
(3) 工程更改的管理
工程更改的过程及管理相当复杂,一个简单的设计更改可能会涉及到许多其它部门的工作。其主要功能有:建立工程更改单;查找一个工程更改影响哪些设计和制造部门;提出工程更改的原因;确定工程更改的有效性(时间、批/架次号);收集与工程更改有关的资料,并进行审批、发放;对工程更改的版本进行管理。
(4)工作流程设计及管理
主要定义设计步骤,以及在处理过程中定义相关步骤的规则,批准每一步骤的规定。支持技术人员的工作分配,包括发放步骤的开发和管理、行政跟踪和批准管理、更改过程和消息的发放等。
(5)与CAD系统的集成
每个PDM系统都能和与之相对应的CAD系统进行很好的集成,如PM与CATIA、Metaphase与 I-DEAS、IMAN与UGⅡ、PRO/PDM与PRO/Engineer等。此外,每个PDM系统都可以以IGES、VDA、 STEP等标准格式与CAD系统进行集成。
4.ERP系统的功能
ERP的基本思想是,把企业作为一个有机整体,从整体优化的角度出发,运用科学的方法, 对企业各种制造资源和产、供、销、财务等各个环节进行合理有效的计划、组织、控制和调整,使它们在生产过程中协调有序,并充分发挥作用,从而提高企业的管理水平和经济效益。 ERP系统主要包括:
(1)主生产计划
主生产计划是ERP的一个重要的计划层次,它是关于"将要生产什么"的一种描述,起着承上启下、从宏观计划向微观计划过渡的作用。它主要包括以下内容:
·编制生产计划大纲。考虑企业的经营计划、期末预计库存或期末未完成定单目标、资源能力和限制,对产品大类和产品组编制生产计划大纲。
·市场预测。
·编制主生产计划。所需的主要信息有:主生产计划大纲、预计的需求、可用的原材料和配件、制造/采购提前期、生产准备/更换时间。编制的原则是,用最少的项目数进行排产 ,只列出对生产能力、财务和关键材料有重大影响的项目。其步骤是:①根据生产预测、已收到的客户定单、配件预测、订货政策及批量,制定出主生产计划;②执行粗能力计划,对能力和需求进行平衡;③评价初步的主生产进度计划,对能力和计划进行调整和平衡。
·批准和下达主生产计划。其步骤是:①把主生产进度计划提交给市场、工程、生产、财务、采购和上级主管部门,进行初稿分析;②获得对主生产计划的正式批准;③发给有关部门使用。
·实施主生产计划。主要监控生产计划的实施,以及采购和市场行为。
(2)物料需求计划
物料需求计划用来解决"必须制造和采购什么"的问题,主要内容有:
·生成BOM。BOM主要用来描述产品的组成,包括产品结构、每个项目的工艺路线及工作中心数据等。BOM、库存数据及工艺路线等数据是ERP系统的基础数据,使用BOM数据的部门有工程设计、工艺设计、生产制造、产品成本核算、物料需求计划等。
·编制物料需求计划。其数据来源有:主生产计划、独立需求的预测、BOM和库存文件等。编制时要依次决定毛需求量、净需求量、计划定单下达日期和数量。物料需求计划的输出要完成以下工作:下达计划定单;修改待下达定单的完成日期;删除待下达的定单和在未来一段时间计划下达的定单。物料需求计划的运行方式为净改变和重排式两种。决定订货批量的方法有固定批量法、直接批量法、经济定货批量法、固定周期批量法、周期定货批量法等。
·执行物料需求计划。主要工作是检查和下达定单。
(3)能力需求计划
能力需求计划是把物料需求转换为能力需求,把物料需求下达的生产定单和已下达但还未完工的生产定单所需的负荷小时,按工厂日历转换为每个工作中心各时区的能力需求。主要内容有:
·粗能力需求计划的编制。它是将产品的生产计划转换成对相关工作中心的能力需求, 可以在能力使用方面评价主生产计划的可执行性。编制粗生产计划的方法有两种,即用能力清单和用分时间周期的能力清单。能力清单中描述了项目所需的生产资源及生产场地,所需的信息包括标准工时、主生产计划、物料清单、定额工时,以及在物料清单中每个零件的平均批量。分时间周期的能力清单考虑提前期,将能力需求对应在一段时间内。
·能力需求计划的编制。主要是编制负荷图,即将每个工作中心所有定单所需的全部负荷的定额工时加在一起,形成工作中心负荷图。编制能力需求计划的输入数据包括:已下达到车间的定单、MRP生产计划定单、工艺路线文件、工作中心文件、车间日历。能力需求负荷图编制好后,还需分析其负荷结果。如满足负荷条件,则计划可行;否则,采用调整措施来满足负荷条件。
·能力控制。通过输入/输出报告来控制能力,即通过投入/产出报告、劳动力报告、设备性能记录报告来检查能力,并制定相应的纠正措施。
(4)库存管理
库存管理的主要功能是在供需之间建立缓冲区。包括:①综合库存管理,主要制定总的库存管理政策、计划、经营目标,并负责实施,用来预计批量库存、安全库存和运输库存。②项目级库存管理,主要是对装配件、子装配件、零部件和采购物料的管理。项目级决策包括分类、自制与采购决策,以及库存补充定货决策和定货批量计算方法。③物料存储与管理,用来管理物料的存储与搬运、移动和记录,通过周期盘点来保持库存记录的准确性。
(5)车间作业管理
车间作业管理主要用来管理车间的生产准备情况,监控车间现场和计划的实施,主要功能有:
·核实物料需求计划和项目计划系统产生的定单。
·下达生产定单。
·搜集反馈信息、监控生产。
·采取调整措施。如果预计拖期,应采取的措施有:加班加点、转包生产、改变生产能力。如仍不能解决问题,则要反馈信息,修改MRP和MPS。
·车间数据采集。
(6)财务管理
财务管理的核心是会计,主要功能包括建立科目、处理帐务流程及对财务进行核算。
(7)成本管理
成本是企业在进行生产经营活动中所发生的费用,主要功能有成本预算、成本计划、成本控制、成本核算、成本分析、成本考核等。
(8)项目管理
项目管理是在一个特定的时间范围内,为了完成一个特定的目标,通过有效地计划、组织、领导与控制,充分利用既定有限资源的一种系统管理办法。其主要功能包括项目控制、项目网络计划、项目预算、项目历史、项目发票。
(9)质量管理
质量管理的主要功能包括计量管理、质量体系管理、质量控制管理等。
(10)Orgware
Orgware功能是ERP系统最新开发的功能,是一个企业处理问题的知识工具、方法和业务参考模型的组合。它的动态企业模型功能能够模型化一个企业的业务流程和组织结构,并能自动产生全部结构化的应用系统。企业模型分为三种:业务过程模型是规范化的企业流程的描述;业务功能模型描述了企业功能及功能层次分解的内部关系;业务组织模型描述企业的组织和人员结构。
5.CAD、PDM、ERP集成系统的核心是建立企业级的单源产品数据库
每个制造企业可能会生产很多产品,每个产品的数据又涉及许多业务部门,因此一个企业的数据很多。如何保证产品数据的有效性、完整性、唯一性、最新性及共享性,是集成系统的核心问题。建立单源产品数据库,就是把产品的所有数据(即从市场开发到设计、制造、销售,一直到服务整个产品生命周期的数据)放入这个数据库中,供各业务部门使用,达到数据共享的目的。
二、CAD、PDM、ERP集成系统的实施
1.企业成功实施CAD、PDM、ERP集成系统的关键是实现系统用户化
目前,国内外有各种各样的CAD、PDM、ERP软件。这些产品各有特点,功能各有千秋。由于我们的国情及厂情不同,买回来的软件需要做一些修改。不同的企业由于产品结构和生产工艺不同、企业规模不同、企业的所有制和组织机构不同,因此在管理的具体制度和业务流程上会有所差异。即使是同一个企业,随着科技进步和市场需求的变化,企业的管理方式和方法也必须随之改变。因此,如何把一个企业的管理映射到计算机集成系统中,即实现系统用户化,并能正确运行,是企业实施计算机管理系统成败的关键。
2.企业使用集成系统后的效果
·产品从设计到制造、销售,一直到服务整个生命周期的数据都用计算机进行管理,实现无纸设计和无纸制造。
·企业的工作过程易实现并行工程。
·实现多场地协调工作。
·保证产品数据的一致性、完整性、唯一性、最新性及共享性。
·保证计划的一致性与可行性。
·使管理具有动态应变性、系统性和模拟预见性。
·保证物流信息和资金流信息的统一。
3.如何实施CAD、PDM、ERP集成系统
·成立实施队伍。队伍应由管理人员、业务人员和计算机技术人员组成。
·建立和完善企业的规章制度和各种标准手册,以及企业的管理模式,做好基础工作。
·提炼企业各业务部门的数据。
·采取统一规划、有效目标、分步实施、突出重点的原则进行实施。
在我国,CAD、PDM、ERP集成系统的应用处于刚刚起步的阶段,有的企业正准备用这样的集成系统来实现企业管理的计算机化。其主要目标是,用集成系统实现合同、计划、工程、工艺、工装、设施、质量、劳资、零件制造、装配、职工培训、采购、人力资源、资金费用、文档等信息的管理。其应用前景十分广阔,将给企业带来相当可观的效益。
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